产黄青霉生产青霉素的流程及原理
青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程1、工艺流程、工艺流程(1)丝状菌三级发酵工艺流程)丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管(冷冻管(2525℃,孢子培养,,孢子培养,77天)——斜面母瓶(天)——斜面母瓶(252525℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,77天)——大米孢子(大米孢子(262626℃,种子培养℃,种子培养56h,1:1.5vvm 56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液()——一级种子培养液()——一级种子培养液(272727℃,种子℃,种子培养,培养,24h,1:1.5vvm 24h,1:1.5vvm 24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液()——二级种子培养液()——二级种子培养液(27~2627~2627~26℃℃,发酵发酵,7,7天,1:0.95vvm ,1:0.95vvm))——发酵液。
——发酵液。
(2)球状菌二级发酵工艺流程)球状菌二级发酵工艺流程冷冻管(冷冻管(252525℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,6~86~8天)——亲米(天)——亲米(252525℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,8~108~10天)——生产米(生产米(282828℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm 56~60h,1:1.5vvm 56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液()——种子培养液()——种子培养液(26~25-2426~25-2426~25-24℃,℃,发酵,发酵,77天,天,11:0.8vvm 0.8vvm)——发酵液。
)——发酵液。
)——发酵液。
2、工艺控制、工艺控制(1)影响发酵产率的因素)影响发酵产率的因素基质浓度:在分批发酵中,在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,常常因为前期基质量浓度过高,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制,苯乙酸的生长抑制)酸的生长抑制),,而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,为了避免这一为了避免这一现象,现象,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,即对容易产生阻遏、即对容易产生阻遏、即对容易产生阻遏、抑制和限抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
浅谈青霉素的生产工艺过程

培养 。或直接将孢子接人种子罐后 逐级放大培养 。种子扩大培养 度 , 可延缓 菌丝衰 老 , 加培养液 的溶解氧 浓度 , 增 延长发酵 周期 , 级数 的多少 , 定于菌种 的性质 、 决 生产 规模 的大小和生 产工艺 的 有利于发酵后期青霉 素单 位的增长 , 减少发酵液 中青霉 素的降解 特点 。扩大培养级数通常为二 级。摇瓶培养是在锥形瓶内装入 一 破 坏 , 高产 量 。 提 定数 量的液体 培养基 , 菌后 以无 菌操作接入 孢子 , 灭 放在 摇床 上 45 消 沫 。 酵 过 程 泡 沫 较 多 , 补 入 消 沫 剂 。 . 发 需 天然 油 脂 : 玉米 油 ; 恒温 培养 。在 种子罐中培养时 , 在接种前有关设 备和培养 基都必 化学消沫剂 : 泡敌 。 少量多次。 不适在前期多加 入 , 影响呼吸代谢。 须经过灭 菌。接种材料为孢子悬浮液 或来 自摇瓶 的菌丝 , 以微 孔 5 青 霉素 的提炼工艺过程 差压法或打开接种 口在火焰保护下按种。接种量视需要而定。如 51 过滤。青霉 素发 酵液 过滤 宜采 用鼓 式真空过滤器 , . 如采用板 用菌丝 , 接种量 一般相 当于 01 2 从一级 种子罐接入 二级种 框压 滤机则菌丝常流人下水道而影 响废水 治理 。且劳动强 度大 , . %~ %, 子罐接种量一般 为 5 2 %, %~ 0 培养温度一般在 2 ~ 0C 5 3  ̄。如菌种 系 并对环境卫生不利 。过滤前加去乳化 剂并保温 。 细菌 , 则在 3 ~ 7C 2 3  ̄培养 。在罐 内培养过程 中, 需要搅拌和通人无 52 萃取 。 霉素的提取采用溶媒萃取法。 . 青 将发酵滤液酸化至 P H 菌空气。控制罐温 、 罐压 , 并定时取样作无菌试验 , 观察菌丝形态 , 久后加相 当于发酵滤液体积 1 / 3的醋酸丁酯 ,混合后 以碟片式离 测定种子液 中发酵单位 和进行 生化分析等 ,并 观察无杂菌情 况。 心机分 离。为提高萃取效率将两 台离心 机串连使用 , 进行二级对 种子质量如合格 方可移种 到发酵罐 中。 向逆流萃取 。得一 次醋 酸丁酯提取液 。然后 以 1 %~ .%N HC . 1 3 9 a O 4 青霉 素发 酵 工 艺控 制 在 p 68 71 H .~ . 条件 下将青霉 素从 醋酸丁酯提取到缓冲液 中。然后 青 霉素大规模生产是采用三级 发酵 , 目的主要是使 青霉菌 调 p 其 H至 2 . , 0后 再一次将青霉 素从缓 冲液转 入到醋酸丁酯 中去 , 军 体数量 逐步扩大 和适应 发酵 , 其次是使 发酵罐连 续使 用 , 缩短 其方法 同上 。得到二次醋酸T酯提取液 。 发酵周期。 53 脱色 。萃取液中加 活性炭 10 3o /0 单位 , . 5 ~ o g1 亿 进行脱 色 、 过 41 碳源 、 . 氮源 的影响和控制 。 滤。 411 碳源 。青霉菌能利用多种碳 源 , .. 如乳糖 、 蔗糖 、 葡萄搪 、 甘露 糖、 淀粉 以及天然油脂 等。葡萄糖是容易利用的碳源 , 有利于菌体 的生长 ; 乳糖是青霉 素生物合成最好 的碳 源。青霉素发酵 培养基 中采用葡 萄糖和乳 糖两种碳 源就能适合 青霉 菌发酵 过程 中的生 理 变化 、在发酵初期利用氧化速率快 的葡萄糖使青 霉素大量 、 迅
青霉素工艺流程

青霉素工艺流程青霉素是一种广谱抗菌药物,在医疗领域被广泛应用于治疗细菌感染。
下面将介绍青霉素的工艺流程。
首先,制备青霉素的原材料是青霉菌。
青霉菌是一种真菌,可以在适宜条件下发酵生长。
通过培养青霉菌菌株,可以得到大量的青霉菌菌体。
其次,将培养好的青霉菌进行培养液的制备。
将青霉菌菌株转移到培养容器中,添加适宜的培养基,包括碳源、氮源、无机盐等,同时进行搅拌和通气,并控制培养温度、pH值等条件,使青霉菌在培养液中进行生长和代谢。
然后,青霉菌经过一段时间的培养后,会产生青霉菌素。
青霉菌素是青霉菌在特定条件下产生的一种二次代谢产物,具有抗菌活性。
青霉菌素在培养液中以青霉菌菌体和代谢产物的形式存在。
接下来,需要对培养液进行分离提取。
将培养液进行离心,分离出青霉菌菌体和培养基。
然后,将青霉菌菌体经过均质处理,并加入一定比例的溶剂,将青霉菌素溶解出来,形成提取液。
提取液中的青霉菌素有许多杂质,需要进行纯化处理。
首先,可以采用化学方法,如酸碱沉淀、溶剂结晶等,分离出青霉菌素。
然后,使用各种色谱技术,如凝胶色谱、高效液相色谱等,进一步纯化青霉菌素,使其纯度更高。
经过纯化的青霉素溶液可以进行浓缩和干燥处理。
利用蒸发、结晶等工艺,将青霉素溶液中的溶剂去除,使其浓缩成固体。
最后,经过干燥处理,将青霉素固体转化为粉末或颗粒,以便于包装和储存。
整个青霉素的工艺流程包括青霉菌培养、培养液分离提取、青霉菌素纯化、浓缩和干燥等步骤。
每个步骤都需要严格控制各种参数,如温度、pH值、溶剂浓度等,以保证产品的质量和产量。
青霉素的工艺流程是复杂的,需要在严格的条件下进行操作,但是通过合理的工艺设计和严格的质量控制,可以得到高纯度的青霉素产品,为临床治疗提供了有力的工具。
青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998青霉素生产工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程1、工艺流程(1)丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管(25℃,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25℃,孢子培养,7天)——大米孢子(26℃,种子培养56h,1:)——一级种子培养液(27℃,种子培养,24h,1:)——二级种子培养液(27~26℃,发酵,7天,1:)——发酵液。
(2)球状菌二级发酵工艺流程冷冻管(25℃,孢子培养,6~8天)——亲米(25℃,孢子培养,8~10天)——生产米(28℃,孢子培养,56~60h,1:)——种子培养液(26~25-24℃,发酵,7天,1:)——发酵液。
2、工艺控制(1)影响发酵产率的因素基质浓度:在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制,苯乙酸的生长抑制),而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,为了避免这一现象,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
这里必须特别注意的是葡萄糖的流加,因为即使是超出最适浓度范围较小的波动,都将引起严重的阻遏或限制,使生物合成速度减慢或停止。
目前,糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C02释放率予以调节。
(2)温度:青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别,但一般认为应在25℃左右。
温度过高将明显降低发酵产率,同时增加葡萄糖的维持消耗,降低葡萄糖至青霉素的转化率。
对菌丝生长和青霉素合成来说,最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度,以利于青霉素的合成。
(3)pH值:青霉素发酵的最适pH值一般认为在左右,有时也可以略高或略低一些,但应尽量避免pH值超过, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。
青霉素的生产

25℃,6~7天 孢子培养 孢子培养 25℃,6~7天种子培养 25℃,40~45h ,1:2vvm 种子培养25℃,40~45h ,1:1.5vvm 发酵 22~26℃,6~7天,1:(1~0.8)vvm 冷却至15℃ 青霉素的生产简介:青霉素目前仍然是医药中最常用、最有效的抗生素药物,由英国细菌学家Fleming 在1928年培养葡萄球菌时发现。
青霉素的生产现阶段常用的菌种为黄青霉素。
当前生产能力可达30000~60000U/ml 。
按其在深层培养中菌丝的形态,可分为球状菌和丝状菌。
以下以常用的绿色丝状菌为菌种生产青霉素。
实验目的:(1)通过青霉素的生产以认识微生物的一般发酵操作(2)了解并掌握青霉素的分离实验步骤:发酵工艺流程图:冷冻管斜面母瓶 大米孢子 一级种子罐二级种子罐发酵罐放罐 至提炼培养基组成:(1)碳源。
青霉菌能利用多种碳源如乳糖、蔗糖、葡萄糖等。
目前普遍采用淀粉经酶水解的糖化液即葡萄糖进行流加。
(2)氮源。
可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉,并补加无机氮源。
(3)前体。
为生物合成含有苄基基团的青霉素G,需在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺,由于它们对青霉素有一定毒性,故一次加入量不能大于0.1%,常采用多次补加方式。
(4)无机盐。
包括硫、磷、钙、镁、钾等盐类。
铁离子对青霉菌有毒害作用,应严格控制发酵液中铁含量在30ug/ml。
发酵培养控制:(1)青霉素产生菌生长发育可分为下面六个时期Ⅰ期:分生孢子发芽,孢子先膨胀,再形成小的芽管,此时原生质未分化,具有小空孢。
Ⅱ期:菌丝繁殖,原生质嗜碱性很强,在Ⅱ期末有类脂肪小颗粒。
Ⅲ期:形成脂肪粒,积累贮藏物,原生质嗜碱性仍很强Ⅳ期:脂肪粒减少,形成中、小空孢,原生质嗜碱性弱。
Ⅴ期:形成大空孢,其中含有一个或数个中性红染色的大颗粒,脂肪粒消失。
Ⅵ期:细胞内看不到颗粒,并出现个别自溶的细胞。
其中,Ⅰ—Ⅳ期称菌丝生长期,产生青霉素较少,而菌丝浓度增加很多。
青霉素生产工艺

青霉素生产工艺青霉素(Penicillin)是一种广泛应用于抗生素领域的药物,用于治疗多种细菌感染。
青霉素的生产工艺是一个复杂的过程,需要经过多个步骤才能得到高质量的药物产品。
下面将介绍一种常见的青霉素生产工艺。
首先,在青霉菌(Penicillium chrysogenum)的培养基中,加入碳源(如葡萄糖)、氮源(如酵母浸没物)和一些微量元素,如氯化钾和硫酸镁。
将培养基放入发酵罐中,使其产生青霉素。
青霉菌培养过程通常分为两个阶段:生长阶段和产青霉素阶段。
在生长阶段,培养基中的碳源和氮源为青霉菌提供了生长所需的营养物质。
同时,培养罐中的温度、湿度和通氧量等条件都要合适,以保证菌体的正常生长。
在合适的条件下,青霉菌会快速繁殖并形成菌群。
当菌群达到一定密度时,进入产青霉素阶段。
此时,青霉菌开始产生青霉素。
在产青霉素的过程中,青霉菌分泌的酶能够将培养基中的碳源转化为青霉素,同时酶还能代谢一部分底物,产生其他有机物。
接下来,菌群的培养液经过离心机离心分离,将菌体和培养液分离开来。
分离后的菌体可以进一步用于青霉菌发酵罐中的细菌接种,以继续产生青霉素。
分离得到的培养液中含有一定量的青霉素和其他有机物。
为了提取纯净的青霉素,需要对培养液进行一系列的处理。
首先,通过加入酸或碱,使得青霉素以盐酸或乳酸钠的形式沉淀出来。
沉淀物再经过过滤、洗涤和干燥等步骤,得到青霉素的粗品。
粗品青霉素还需要进一步经过结晶、过滤和干燥等处理,以提高纯度。
通过控制温度和浓度等因素,在合适的条件下,青霉素在溶液中结晶形成晶体。
晶体经过过滤和干燥后,得到纯净的青霉素产品。
最后,在生产工艺的最后阶段,青霉素产品需要经过包装、封装和标签贴附等处理,以便于存放和使用。
同时,还需要对产品进行质量检测,确保符合国家标准和规定。
通过上述生产工艺,可以获得高质量的青霉素产品。
青霉素的生产工艺是一个非常复杂的过程,需要严格控制各个步骤的条件和参数,以确保产出的产品纯净、安全、有效。
青霉素发酵综合性实验

发酵工艺学综合性实验:青霉素的发酵一、目的与要求通过实验,以具体的青霉素发酵生产工艺流程为例,掌握发酵原理,掌握种子制备、发酵过程控制、与发酵相关参数的检测,掌握效价测定方法,为学生提供理论联系实际的机会。
二、材料和用品菌种:产黄青霉、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌仪器:灭菌锅、培养箱、超净工作台、大三角瓶、烘箱、水浴锅三、实验内容(一)、发酵过程控制1.培养基配制培养基的组成(%):PDA培养基。
2.培养基的分装及其灭菌将配好的培养基分装到250mL摇瓶中,每瓶100mL,最后将培养基置于121℃灭菌20min。
3.接种将已经活化的斜面种子(产黄青霉)接种到摇瓶中30℃摇床中培养。
4.观察和取样观察发酵过程中是否存在异常情况,如发酵液颜色、气味等是否异常等情况。
每12h取样一次,每次10mL左右。
4.培养时间及镜检一般培养需要3-4d左右,然后利用镜检来检测发酵过程是否染菌。
(二)、发酵过程中生理生化指标的检测1.利用称重法测定生长曲线将每批次的样品(5-10mL)离心后称重,测得不同时间菌体的质量,以时间为横坐标,质量为纵坐标,得到曲线。
2.测糖利用DNS法,测定每批次的样品(5-10mL)离心后的发酵液的还原糖的含量,以时间为横坐标,含量为纵坐标,得到曲线。
(三)、青霉素效价测定(利用抑菌圈的实验方法测定青霉素效价)1.培养基配制LB培养基2.指示菌的培养选取指示菌金黄色葡萄球菌、枯草杆菌接种到灭过菌的液体培养基中,在300C左右培养24-36h。
3.抑菌试验步骤a.取0.2mL培养好的指示菌于平皿中,每种菌做2-3个平行样。
b.用涂棒将指示菌在平皿中涂布均匀。
c.用打孔器在涂布均匀的平皿中央打孔。
d.取0.1mL不同时间取样的发酵液于孔中。
e.最后将平皿放置于300C左右培养箱中培养并观察。
四、实验结果分析1.绘制生长曲线(即干重-t曲线)。
;2.绘制残糖变化曲线;3.绘制青霉素效价(透明圈直径表示)变化曲线测定菌体干重(3学时)一、实验目的学会测定菌体干重的方法。
青霉素的生产工艺论文

青霉素的生产工艺论文青霉素是一种广泛应用于临床的抗生素,具有广谱、低毒、高效等特点。
其生产工艺是指通过青霉菌属的产生的特定酶作用下,将青霉素酸转化为青霉素的过程。
青霉素的生产工艺具体分为下面几个步骤:1. 静置培养:青霉菌属经过预处理后,接种于适当的培养基中,经过一段时间的静置培养,使菌体逐渐增殖。
2. 应变培养:青霉菌属的分生孢子经过筛选和预处理后,接种于适当的应变培养基中,通过调节温度、pH值、培养基成分等因素,使其产酸菌株逐渐增殖。
3. 发酵过程:将培养液转入发酵罐中进行发酵。
在发酵过程中,需要控制适当的温度、酸碱度和氧气供应等条件,以促进青霉素的生成。
同时,还需要在发酵液中添加一定量的前驱物,如苯甲酸、L-赖氨酸等。
发酵过程一般持续5-10天,期间青霉菌菌株会产生一个名为溶解酶的酶,这个酶会将青霉素酸转化为青霉素。
4. 提取和纯化:经过发酵后的液体中含有一定量的青霉素,需要进行提取和纯化过程。
一般采用萃取剂将青霉素从发酵液中提取出来,然后通过过滤、结晶等步骤进行纯化,得到较高纯度的青霉素。
5. 包装和贮存:青霉素的品质和稳定性对于其疗效和安全性来说非常重要。
因此,生产过程中需要对青霉素进行包装和贮存,一般采用密封的玻璃瓶或注射剂制剂。
通过上述生产工艺,可以有效地获得高纯度和高产量的青霉素,从而满足临床上的需求。
然而,需要注意的是,在生产过程中需要严格控制各个环节的参数,避免对产品质量的影响。
此外,也需要开展相关监测和质量控制工作,确保产品的稳定性和安全性。
总结起来,青霉素的生产工艺包括静置培养、应变培养、发酵过程、提取和纯化、包装和贮存等步骤。
通过科学合理地控制这些步骤,可以获得高质量的青霉素产品,为临床治疗提供有力支持。
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产黄青霉生产青霉素的流程及原理
青霉素的基本结构是6-氨基青霉酸,青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。
由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁,而人类只有细胞膜无细胞壁,故对人类的毒性较小,除能引起严重的过敏反应外,在一般用量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。
菌种
青霉素生产菌株一般为产黄青霉,根据深层培养中菌丝体的形态,分为球状菌和丝状菌。
在发酵过程中,产黄青霉的生长发育可分为六个阶段。
1. 分生孢子的I期;
2. 菌丝繁殖,原生质嗜碱性很强,有类脂肪小颗粒产生为II期;
3. 原生质嗜碱性仍很强,形成脂肪粒,积累贮藏物为III期;
4. 原生质嗜碱性很弱,脂肪粒减少,形成中、小空泡为IV期;
5. 脂肪粒消失,形成大空泡为V期;
6. 细胞内看不到颗粒,并有个别自溶细胞出现为VI期;
工艺流程
1.丝状菌三级发酵工艺流程
冷冻管(25°C,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25°C,孢子培养,7天)——大米孢子(26°C,种子培养56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液(27°C,种子培养,24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液(27~26°C,发酵,7天,1:0.95vvm)——发酵液。
2.球状菌二级发酵工艺流程
冷冻管(25°C,孢子培养,6~8天)——亲米(25°C,孢子培养,8~10天)——生产米(28°C,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液(26~25-24°C,发酵,7天,1:0.8vvm)——发酵液。
培养基
1. 碳源产黄青霉菌可利用的碳源有乳糖、蕉糖、葡萄糖等。
目前生产上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液(DE 值50% 以上) 进行流加。
2. 氮源氮源常选用玉米浆、精制棉籽饼粉、麸皮,并补加无机氮源(硫酸氨、氨水或尿素)。
3. 前体生物合成含有苄基基团的青霉素G, 需在发酵液中加人前体。
前体可用苯乙酸、苯乙酰胺, 一次加入量不大于0.1%, 并采用多次加入, 以防止前体对青霉素的毒害。
4. 无机盐加人的无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等, 且用量要适度。
另外, 由于铁离子对青霉菌有毒害作用, 必须严格控制铁离子的浓度, 一般控制在30 μg/ml 。
发酵条件的控制
1.基质浓度在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制, 苯乙酸的生长抑制), 而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成, 为了避免这一现象, 在青霉素发酵中通常采
用补料分批操作法, 即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
这里必须特别注意的是葡萄糖的流加, 因为即使是超出最适浓度范围较小的波动, 都将引起严重的阻遏或限制, 使生物合成速度减慢或停止。
目前, 糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制, 而是间接根据pH 值、溶氧或C02 释放率予以调节。
2.温度青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别, 但一般认为应在25 °C 左右。
温度过高将明显降低发酵产率, 同时增加葡萄糖的维持消耗, 降低葡萄糖至青霉素
的转化率。
对菌丝生长和青霉素合成来说, 最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度, 以利于青霉素的合成。
3. pH 值青霉素发酵的最适pH 值一般认为在6. 5 左右, 有时也可以略高或略低一些, 但应尽量避免pH 值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。
在缓冲能力较弱的培养基中, pH 值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。
过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH 值降低;过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH 值上升。
4.溶氧对于好氧的青霉素发酵来说, 溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。
当溶氧浓度降到30% 饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于10% 饱和度时, 则造成不可逆的损害。
溶氧浓度过高, 说明菌丝生长不良或加糖率过低, 造成呼吸强度下降, 同样影响生产能力的发挥。
溶氧浓度是氧传递和氧消耗的一个动态平衡点, 而氧消耗与碳能源消耗成正比, 故溶氧浓度也可作为葡萄糖流加控制的一个参考指标。
5.菌丝浓度发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度, 从而使氧传递速率与氧消耗速率在某一溶氧水平上达到平衡。
青霉素发酵的临界菌体浓度随菌株的呼吸强度(取决于维持因数的大小, 维持因数越大,呼吸强度越高) 、发酵通气与搅拌能力及发酵的流变学性质而异。
呼吸强度低的菌株降低发酵中氧的消耗速率,而通气与搅拌能力强的发酵罐及黏低的发酵液使发酵中的传氧速率上升, 从而提高临界菌体浓度。
6.菌丝生长速度用恒化器进行的发酵试验证明,在葡萄糖限制生长的条件下,青霉素比生产速率与产生菌菌丝的比生长速率之间呈一定关系。
当比生长速率低于0.015h-1时,比生产速率与比生长速率成正比, 当比生长速率高于O. 015h-1时, 比生产速率与比生长速率
无关D 因此, 要在发酵过程中达到并维持最大比生产速率, 必须使比生长速率不低
0.015h-1 。
这一比生长速率称为临界比生长速率。
对于分批补料发酵的生产阶段来说, 维持0.015h斗的临界比生长速率意味着每46h 就要使菌丝浓度或发酵液体积加倍, 这在实际工业生产中是很难实现的。
事实上, 青霉素工业发酵生产阶段控制的比生长速率要比这一理论临界值低得多, 却仍然能达到很高的比生产速率。
这是由于工业上采用的补料分批发酵过程不断有部分菌丝自溶, 抵消了一部分生长, 故虽然表观比生长速率低, 但真比生长速率却要高一些。
7.菌丝形态在长期的菌株改良中, 青霉素产生菌在沉没培养中分化为主要呈丝状生长和
结球生长两种形态。
前者由于所有菌丝体都能充分和发酵液中的基质及氧接触, 故一般比生产速率较高;后者则由于发酵液黏度显著降低, 使气-液两相间氧的传递速率大大提高, 从而允许更多的菌丝生长(即临界菌体浓度较高), 发酵罐体积产率甚至高于前者。
8.加糖控制加糖量的控制是根据残糖量及发酵过程中的pH 值确定, 最好是根据排气中CO2 量及O2 量来控制, 一般在残糖降至0.6% 左右, pH 值上升时开始加糖。
9. 补氮及加前体补氮是指加硫酸铵、氨水或尿素, 使发酵液氨氮控制在O. 01%-0.05%,补前体以使发酵液中残存苯乙酰胺浓度为0.05%-0.08% 。
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10. pH 值控制对pH 值的要求视不同菌种而异, 一般为pH 6.4-6.8, 可以补加葡萄糖来控制。
目前一般采用加酸或加碱控制pH值。
11. 温度控制前期2 5- 2 6 °C, 后期23 °C, 以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。
12. 溶解氧的控制一般要求发酵中溶解氧量不低于饱和溶解氧的30% 。
通风比一般为1 : 0. 8L/(L • min), 搅拌转速在发酵各阶段应根据需要而调整。
13. 泡沫的控制在发酵过程中产生大量泡沫, 可以用天然油脂, 如豆油、玉米油等或用化学合成消泡剂" 泡敌" 来消泡, 应当控制其用量并要少量多次加入, 尤其在发酵前期不宜多用, 否则会影响菌体的呼吸代谢
14. 发酵液质量控制生产上按规定时间从发酵罐中取样, 用显微镜观察菌丝形态变化来
控制发酵。
生产上惯称" 镜检",根据" 镜检"中菌丝形变化和代谢变化的其他指标调节发酵温度, 通过追加糖或补加前体等各种措施来延长发酵时间, 以获得最多青霉素。
当菌丝中空泡扩大、增多及延伸, 并出现个别自溶细胞, 这表示菌丝趋向衰老, 青霉素分泌逐渐停止,
菌丝形态上即将进入自溶期, 在此时期由于茵丝自溶, 游离氨释放, pH 值上升, 导致青霉
素产量下降, 使色素、溶解和胶状杂质增多, 并使发酵液变蒙古稠, 增加下一步提纯时过滤的困难。
因此, 生产上根据" 镜检"判断, 在自溶期即将来临之际, 迅速停止发酵, 立刻放罐, 将发酵液迅速送往提炼工段。
在丝状菌发酵中, 控制菌丝形态使其保持适当的分支和长度, 并避免结球, 是获得高产的关键要素之一。
而在球状菌发酵中, 使菌丝球保持适当大小和松紧, 并尽量减少游离菌丝的含量, 也是充分发挥其生产能力的关键素之一。
这种形态的控制与糖和氮源的流加状况及速率、搅拌的剪切强度及比生长速率密切相关。
青霉素的分离和纯化
将青霉素发酵液冷却,过滤。
滤液在pH2~2.5的条件下,于萃取机内用醋酸丁酯进行多级逆流萃取,得到丁酯萃取液,转入pH7.0~7.2的缓冲液中,然后再转入丁酯中,将此丁酯萃取液经活性炭脱色,加入成盐剂,经共沸蒸馏即可得青霉素G钾盐。
青霉素G钠盐是将青霉素G钾盐通过离子交换树脂(钠型)而制得。
产生的青霉素晶体再用转鼓式真空过滤器分离,青霉素晶体与无水乙醇混合,进一步除去杂质。
采用过滤和空气干燥等方法收集晶体。